(57)【要約】  本発明に係る修理管測定システムは、船内において気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管の外形寸法を迅速かつ正確に測定するものであって、パイプ２ａと当該パイプの両端に設けられた第１、第２のフランジ４、５とを備えた修理対象管２と、第１、第２のフランジのパイプ側の表面４ａ、５ａの位置を測定する計測装置６と、この計測装置を載置して修理対象管の第１、第２のフランジ、および第１、第２のフランジ付近の第３のフランジ７ａ、７ｂ、７ｃのいずれかのフランジの表面４ａ、５ａ、７ａ、並びにパイプに取り付けられるアタッチメントとを備え、アタッチメントを基準にして外形寸法を迅速かつ正確に測定することができ、一方のフランジを基準として他方のフランジの位置を測定することもできるが、パイプ２ａの両端のフランジの両方とも測定することもできる。
2011089665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船内において気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管（２）の外形寸法を測定する修理管測定システム（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ）であって、
前記修理管測定システムは、パイプ（２ａ）と当該パイプ部の両端に設けられた第１、第２のフランジ（４、５）を備えた前記修理対象管（２）と、前記第１、第２のフランジの少なくとも１つの前記パイプ側の表面（４ａ、５ａ）の位置を測定する計測装置（６）と、この計測装置を載置して前記修理対象管の第１、第２のフランジ、および前記第１、第２のフランジ付近の第３のフランジ（７ａ、７ｂ、７ｃ）のいずれかのフランジの表面（４ａ、５ａ、７ａ）、並びに前記パイプのいずれかに取り付けられる少なくとも１個のアタッチメント（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、を備えたことを特徴とする修理管測定システム。
【請求項２】
前記アタッチメント（８ｂ）は、前記フランジを固定するボルト（９、９・・・）のうち少なくとも１本の前記ボルトを用いて固定された計測装置載置板（８ｂｄ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の修理管測定システム（１ｃ）。
【請求項３】
前記アタッチメント（８ａ）は、前記フランジを固定するボルト（９、９・・・）のうち少なくとも１本のボルトを用いてそれぞれ固定された第１、第２、および第３の板体（８ａａ、８ａｂ、８ａｃ）を延出させた先端に掛け渡した計測装置載置板（８ａｄ、８ｄｄ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の修理管測定システム（１ａ、１ｅ）。
【請求項４】
前記アタッチメント（８ｃ）は、パイプ（２ａ）に固定された計測装置載置板（８ｃｄ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の修理管測定システム（１ｄ）。
【請求項５】
前記計測装置載置台（８ｄｄ、８ｂｄ）のパイプ（２ａ）の両側の位置に計測装置（６）の設置スペースを有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の修理管測定システム（１ｅ）。
【請求項６】
前記計測装置は、ワイヤ（１４）を導出・巻取りし、前記導出された前記ワイヤの長さを測定可能なワイヤ導出長さ測定手段（１６ａ）を備えたワイヤ巻取り部（１６）と、前記ワイヤを導出する方向に回動し、回動したアーム角度（θ１）を測定可能で、前記ワイヤ巻取り部との間で前記ワイヤを導出・巻取りして、前記ワイヤを支持するアーム（１７）と、前記アームを前記ワイヤの導出される方向へ旋回させ、この旋回した旋回角度（θ２）を測定可能な旋回部（１８）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の修理管測定システム（１ａ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）。
【請求項７】
前記第１、第２のフランジの前記パイプ側の前記表面（４ａ）の位置とは、前記フランジに設けられたボルト穴（４ｂ）の位置に取り付けられるワイヤ取付治具（１９）の先端に設けられたワイヤ取付部（１９ａ）であることを特徴とする請求項１に記載の修理管測定システム（１ａ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）。
【請求項８】
前記ワイヤ取付治具（１９）は、前記フランジ（４）の前記ボルト穴（４ｂ）の周縁に支持されて位置決めされる基部（１９ｂ）と、リング状の前記ワイヤ取付部（１９ａ）と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の修理管測定システム（１ａ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）。
【請求項９】
前記計測装置は、画像処理方式によって測定することを特徴とする請求項１に記載の修理管測定システム（１ｂ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶やプラントなどにおいて、液体や気体の搬送に用いるパイプに漏れなどの不具合が生じた際に、液漏れなどのある部分を作り替えるために必要とするパイプ両端のフランジ対の空間的位置データを取得することを目的として、パイプ両端のフランジ対を測定する修理管測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶やプラントなどのパイプは、液体や気体の搬送のために直管や曲がった管が組み合わさって縦横に走っているが、パイプ製作上の理由や配置上の理由により数メートルから数十センチの短いパイプがフランジにより接続されて配管されており、この一本一本のパイプを管一品と呼んでいる。配管は電食や腐食などの原因により漏れなどの不具合が発生することが珍しくなく、従来、不具合が発生した場合は応急修理を施した後に時期をみてラインを止めて、不具合部分の管一品を取り外して作り替えるか、現場にパイプを持ち込んで現場で切断や溶接をしながら現場合わせで管一品を作り替えている。
しかし、この方法は切断や溶接など火気を使用することや重量物の運搬作業があるために危険が伴うことや、作業工程が多く管製作に時間がかかっている。さらに、製作は熟練者の経験に頼っており品質的にも不安定であるという問題点がある。
これらをシステム化して接続管の製作図から接続管の両端に連接されるフランジを載置支持するフランジ面の姿勢、すなわち、位置と角度を決定でき、工場でフランジ付きの接続管を容易に製造できるようにした位置測定装置が次のように開示されている。【０００３】
図９は、従来の実施形態に係る基準側フランジの測定方法を示す正面図である。図９に示すように位置測定装置Ａを基準ステージ取付面１２１に固定する。また、被測定物（パイプ）１０３の被測定側フランジ１０４のボルト穴の任意の三カ所にフック掛止用治具１２２を固定する。その際、フック掛止用治具１２２の中心がボルト穴の中心になるように、フランジの裏面からテーパ付ナット１２３で締結してセンターリングしてある。位置測定装置Ａのワイヤ案内アーム１１３の先端からワイヤ１１６を引き出し、ワイヤ先端フック１２４をフック掛止用治具１２２に掛止する。ワイヤ１１６はワイヤエンコーダーとして張力を持っているので、ワイヤ案内アーム１１３は基準側フランジの方向へ傾動する。この状態で一つの測定点Ｐ１のワイヤの長さｌ（エル）、ワイヤ案内アーム１１３と旋回台の旋回角度θ及び計測軸１１２の回転角度φの出力が制御部に入力される。同様の方法で、残り二カ所Ｐ２、Ｐ３を測定する【０００４】
この方法で得られる複数の測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の距離データや角度データに基づいて、測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を含む平面を演算し、その面の中心点Ｐ及びボルト穴位置を演算する。これで基準ステージ１０６と被測定側フランジ１０４の位置関係が正確に得られることになる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２９５０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、船舶には、例えば、１０、０００本以上の配管が用いられていることもあり、従来の方法では現場となる船内において直管や曲がり管などの外形寸法やフランジの位置を測定する際に、計測装置を設置する基準となる場所を定めて、その基準データを設定するのは大変苦労があった。また、次の寄港地でのパイプ交換に通常１週間程度の停泊が余儀なくされているが、都合良く次の停泊地で修理交換を行うためにも修理対象管の測定データをいち早く電子データとしてパイプ製造工場に伝送しなければならず、迅速な測定が必要であった。【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、この装置を用いることによって停泊中の夜間にでも修理対象管を交換できるため、寄港した港の使用料も節約でき、停泊における人件費や用力などいろんな損失を発生させることなく、船内において気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管の外形寸法を迅速かつ正確に測定する修理管測定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明の修理管測定システム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、船内において気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管２の外形寸法を測定する修理管測定システムであって、
前記修理管測定システムは、パイプ２ａと当該パイプ２ａの両端に設けられた第１、第２のフランジ４、５を備えた前記修理対象管２と、前記第１、第２のフランジ４、５の少なくとも１つの前記パイプ２ａ側の表面４ａ、５ａの位置を測定する計測装置６と、この計測装置６を載置して前記修理対象管２の第１、第２のフランジ、および前記第１、第２のフランジ付近の第３のフランジ７ａ、７ｂ、７ｃのいずれかのフランジの表面４ａ、５ａ、７ａ、並びに前記パイプ２ａのいずれかに取り付けられるアタッチメント８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、を備えたことを特徴とする。【０００９】
請求項１に係る発明によれば、パイプの両端に設けられた第１、第２のフランジを備えた修理対象管と、第１、第２のフランジの少なくとも１つのパイプ側の表面の位置を測定する計測装置と、この計測装置を載置して修理対象管の第１、第２のフランジ、および第１、第２のフランジ付近の第３のフランジのいずれかのフランジの表面、並びに前記パイプのいずれかに取り付けられるアタッチメントとを備えたことによって、船内の気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管の付近にアタッチメントを容易に固定することができるため、アタッチメントを基準にして外形寸法を迅速かつ正確に測定することができる。また、停泊中の夜間に修理対象管を交換できるため、寄港した港の使用料も節約でき、停泊による人件費や用力などいろんな損失を発生させることがない。また、一方のフランジを基準として他方のフランジの位置を測定することもできるが、両端のフランジの両方とも測定することによって、アタッチメントの取り付けを容易にして、さらに測定精度を向上させることができる。【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の修理管測定システム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅであって、前記アタッチメント８ｂは、前記フランジ４，５を固定するボルト９、９・・・のうち少なくとも１本の前記ボルト９を用いて固定された計測装置載置板８ｂｄを備えることを特徴とする。【００１１】
請求項２に係る発明によれば、アタッチメントは、フランジを固定するボルトのうち少なくとも１本のボルトを用いて固定された計測装置載置板を備えることによって、修理対象管の付近にアタッチメントを容易に固定することができるため、アタッチメントを基準にして外形寸法を迅速かつ正確に測定することができる。【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の修理管測定システムであって、前記アタッチメント８ａ、８ｄは、前記フランジを固定するボルト９、９・・・のうち少なくとも１本のボルトを用いてそれぞれ固定された第１、第２、および第３の板体８ａａ、８ａｂ、８ａｃ、８ｄａ、８ｄｂ、８ｄｃを延出させた先端に掛け渡した計測装置載置板８ａｄ、８ｄｄを備えることを特徴とする。【００１３】
請求項３に係る発明によれば、アタッチメントが、フランジを固定するボルトのうち少なくとも１本のボルトを用いてそれぞれ固定された第１、第２、および第３の板体を延出させた先端に掛け渡した計測装置載置板を備えることによって、修理対象管の付近にアタッチメントを容易に固定することができるため、アタッチメントを基準にして外形寸法を迅速かつ正確に測定することができる。【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の修理管測定システムであって、前記アタッチメント８ｃは、パイプ２ａに固定された計測装置載置板８ｃｄを備えることを特徴とする。【００１５】
請求項４に係る発明によれば、アタッチメント８ｃが、パイプ２ａに固定された計測装置載置板８ｃｄを備えることによって、計測装置をフランジに固定することなく付近のパイプに固定することができるため、固定方法の自由度が増すとともに、パイプの両端に備えられたフランジのパイプ側の表面の平面位置を容易に計測することができる。【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の修理管測定システム１ｅであって、前記計測装置載置台８ｄｄのパイプ２ａの両側の位置に計測装置６の設置スペースを有することを特徴とする。【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、計測装置載置台８ｄｄ、８ｂｄのパイプ２ａの両側の位置に計測装置６の設置スペースを有するため、被測定箇所であるフランジ表面を、パイプの死角になることなく、左右の計測装置から各々２か所の測定ができ、フランジ位置の座標を決定することができる。【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の修理管測定システムであって、前記計測装置６は、ワイヤ１４を導出・巻取りし、前記導出された前記ワイヤ１４の長さを測定可能なワイヤ導出長さ測定手段１６ａを備えたワイヤ巻取り部１６と、前記ワイヤ１４を導出する方向に回動し、回動したアーム角度θ１を測定可能で、前記ワイヤ巻取り部１６との間で前記ワイヤ１４を導出・巻取りして、前記ワイヤ１４を支持するアーム１７と、前記ワイヤ巻取り部１６を前記ワイヤ１４の導出される方向へ旋回させ、前記旋回した旋回角度θ２を測定可能な旋回部１８と、を備えたことを特徴とする。【００１９】
請求項６に係る発明によれば、計測装置は、ワイヤを導出・巻取りし、導出されたワイヤの長さを測定可能なワイヤ導出長さ測定手段を備えたワイヤ巻取り部と、ワイヤを導出する方向に回動し、回動したアーム角度θ１を測定可能で、ワイヤ巻取り部との間でワイヤを導出・巻取りするワイヤを支持するアームと、このアームをワイヤの導出される方向へ旋回させ、旋回した旋回角度θ２を測定可能な旋回部とを備えたことによって、フランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定でき、管の製作図を容易に作成することができ、工場でフランジ付きの直管や曲がり管を容易に製造できて、船舶の次の寄港地に迅速に届けることを可能にする。【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の修理管測定システム１であって、前記第１、第２のフランジ４、５の前記パイプ側の表面４ａの位置とは、前記フランジ４、５に設けられたボルト穴４ｂの位置に取り付けられるワイヤ取付治具１９の先端に設けられたワイヤ取付部１９ａであることを特徴とする。【００２１】
請求項７に係る発明によれば、第１、第２のフランジのパイプ側の表面の位置とは、フランジに設けられたボルト穴の位置に取り付けられるワイヤ取付治具の先端に設けられたワイヤ取付部であることによって、測定基準を容易に設定することができる。【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の修理管測定システムであって、前記ワイヤ取付治具１９は、前記フランジ４の前記ボルト穴４ｂの周縁に支持されて位置決めされる基部１９ｂと、リング状の前記ワイヤ取付部１９ａと、を備えることを特徴とする。【００２３】
請求項８に係る発明によれば、ワイヤ取付治具は、フランジのボルト穴の周縁に支持されて位置決めされる基部と、リング状のワイヤ取付部とを備え、ボルト穴に嵌挿されるボルトをテーパナットで止めることによって、測定基準を容易に設定することができる。【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の修理管測定システムであって、前記計測装置は、画像処理方式によって測定することを特徴とする。【００２５】
請求項９に係る発明によれば、θ１、θ２、θ３の３軸制御の計測装置にデジタル静止カメラなどの画像処理装置を搭載できるようにしたことによって、基準となる部品を取り付けることなく画像処理によって容易に製作図を作成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この装置を用いることによって停泊中の夜間にでも修理対象管を交換できるため、寄港した港の使用料も節約でき、停泊における人件費や用力などいろんな損失を発生させることなく、船内において気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管の外形寸法を迅速かつ正確に測定して、製作図を作成することができ、工場でフランジ付きの直管や曲がり管を容易に製造できて、船舶の次の寄港地に迅速に届けることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態を説明するための修理管測定システムの概略を示し、（ａ）は修理管測定システムの斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の拡大断面図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係る計測装置の概略を示す斜視図である。
【図３】図３は修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施形態を説明するための修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
【図５】図５は画像処理装置を装備した計測装置の構造を説明する斜視図であり、（ａ）は、画像処理装置の概略を示し、（ｂ）は、画像処理装置の姿勢を制御するための構造を示している。
【図６】図６は本発明の第３の実施形態を説明するための修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
【図７】図７は本発明の第４の実施形態を説明するための修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
【図８】図８は本発明の第５の実施形態を説明するための修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
【図９】図９は従来の実施形態に係る基準側フランジの測定方法を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の修理管測定システムの実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための修理管測定システムの概略を示し、（ａ）は修理管測定システムの斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の拡大断面図である。
図１（ａ）に示すように、修理管測定システム１ａは、船内において気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管２の外形寸法を測定する。
修理管測定システム１ａは、パイプ２ａと、パイプ２ａの両端に設けられた第１、第２のフランジ４、５とを備えた修理対象管２と、第１、第２のフランジ４、５の少なくとも１つのパイプ２ａ側の表面４ａ、５ａの位置を測定する計測装置６と、この計測装置６を載置して修理対象管２の第１のフランジ４、第２のフランジ５、および第１、第２のフランジ付近の第３のフランジ７ａ、７ｂ、７ｃのいずれかのフランジの表面４ａ、５ａ、７ａに取り付けられるアタッチメント８ａとを備える。これらのフランジを備えるパイプの口径に応じて、φ１０〜φ３０ｃｍ用、φ１０〜φ６０ｃｍ用、φ１０〜φ１００ｃｍ用などの数種類のアタッチメントを適宜揃えておくと更に迅速な取り付け及び測定が可能となる。また、上記３種類のアタッチメントに限定することなく、修理管のサイズおよび船舶に応じて適宜準備製作するのも良い。
【００２９】
図１の（ａ）に示すように、上記実施形態では、第２のフランジ５の表面５ａにアタッチメント８ａを固定して、第２のフランジ５の表面５ａの位置を測定基準として、計測装置６は第１のフランジ４の表面４ａに取り付けたワイヤ取付治具１９の位置を測定している。また、第２のフランジ５の表面５ａにワイヤ取付治具１９を取り付けて、第２のフランジ５の位置を測定するようにすることで、第２のフランジ５の表面５ａの位置を測定基準とするのではなく、第１、第２のフランジ４、５両方の表面４ａ、５ａの位置を測定することによって、フランジ面の精度に影響されずに修理対象管２の外形寸法を精度良く測定することもできる。
【００３０】
アタッチメント８ａは、第１、第２のフランジ４、５を固定するボルト９、９・・・のうちそれぞれ３本を用いてそれぞれのボルト９、９・・・によって固定された第１、第２、および第３の板体８ａａ、８ａｂ、８ａｃを延出させた先端に掛け渡した計測装置載置板８ｄを備える。
【００３１】
図１の（ｂ）に示すように、第１、第２のフランジ４、５のパイプ側の表面４ａ、５ａの位置とは、第１のフランジ４の場合には、第１のフランジ４に設けられたボルト穴４ｂの位置に取り付けられるワイヤ取付治具１９の先端に設けられたワイヤ取付部１９ａである。このワイヤ取付治具１９は、リング状のワイヤ取付部１９ａと、第１のフランジ４のボルト穴４ｂの周縁に支持されて位置決めされる基部１９ｂと、ボルト穴４ｂに嵌挿される嵌挿部１９ｃと、ネジ部１９ｄと、テーパナット１９ｅとを備えている。これによってボルト穴４ｂに嵌挿されるワイヤ取付治具１９をテーパナット１９eを用いて、ワイヤ取付治具１９の中心がボルト穴４ｂの中心になるように、第１のフランジ４の裏面からテーパナット１９ｅで締結してセンターリングし、ワイヤ取付治具１９のセンター出しを容易に再現可能に実現でき、測定基準を迅速に設定することができる。
【００３２】
これによって、船内の気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管の付近にアタッチメントを容易に固定することができるため、アタッチメントを基準にして外形寸法を迅速かつ正確に測定することができる。また、停泊中の夜間に交換できるため、寄港した港の使用料も節約でき、停泊による人件費や用力などいろんな損失を発生させることがない。また、一方のフランジを基準として他方のフランジの位置を測定することもできるが、両端のフランジの両方とも測定することによって、アタッチメントの取り付けを容易にして、さらに測定精度を向上させることができる。
【００３３】
図２は、本発明の実施形態に係る計測装置の概略を示す斜視図である。本実施形態に係る計測装置は本願出願人および本願発明者が先に出願した特願２００８−１０９３９４に記載の位置測定装置を用いたものである。
図２に示すように、計測装置６は、ワイヤ１４を導出・巻取りし、導出されたワイヤ１４の長さを測定可能なワイヤ導出長さ測定手段１６ａを備えたワイヤ巻取り部１６と、ワイヤ１４を導出する方向に回動し、回動したアーム角度θ１を測定可能で、ワイヤ巻取り部１６との間でワイヤ１４を導出・巻取りして、ワイヤ１４を支持するアーム１７と、ワイヤ巻取り部１６をワイヤ１４の導出される方向へ旋回させ、旋回した旋回角度θ２を測定可能な旋回部１８とを備えている。
【００３４】
さらに詳細には、計測装置６は、計測装置載置板８ａｄに取り付け可能な架台２１と、この架台２１に取り付けられた旋回部１８と、この旋回部１８の旋回角度測定手段１８ａと、旋回部１８に取り付けられたアーム１７と、このアーム１７のアーム角度測定手段１７ａと、アーム１７から導出される可撓性の線状部材（ワイヤ）１４と、このワイヤ１４の導出長さを測定するワイヤ導出長さ測定手段１６ａと、旋回角度測定手段１８ａ、アーム角度測定手段１７ａおよびワイヤ導出長さ測定手段１６ａの出力値を入力とする制御部２２と、この制御部２２に、被測定面である表面４ａ上の三点にそれぞれ導出された線状部材１４の距離データと角度データとに基づいて、被測定面（第１のフランジ４の表面４ａ）の位置を算出する位置算出部２２ａとを備えている。
【００３５】
さらに、アーム１７の基部であるアーム基部１７ｂと、このアーム基部１７ｂを左右から支持する左右の左軸支板１７ｃ、右軸支板１７ｄと、アーム基部１７ｂと左右の軸支板１７ｃ、１７ｄとを各々接触させることによって電気的に導通した位置を旋回角度測定手段１８ａによって計測して、アーム１７のセンター値を割り出す。
【００３６】
そして、ワイヤ１４の先端が第１のフランジ４の表面４ａに固定された状態で計測装置６の旋回部１８を左右に振ることによって、アーム基部１７ｂが左軸支板１７ｃ、および右軸支板１７ｄに接触して、電気的に導通が図られるため、接点間の位置データが得られる。通常、手で５回ほど振ることによって、多くのデータが蓄積され、より精度を高めることができる。
【００３７】
また、計測装置６は、図１に示すように、修理対象管２の第１のフランジ４の中心位置と、所定距離だけ離れた第２のフランジ５の中心位置と、空間上の平面位置とを測定するものである。
また、図２に示すように、旋回部１８には、先細り状で中空のアーム１７が首振り可能に取り付けられており、アーム１７の先端から線状部材の一例であるワイヤ１４が出し入れできるようになっている。
ワイヤ１４は、第１のフランジ４の表面４ａの位置を測定するのに使用され、ワイヤ１４の先端は、第１のフランジ４のボルト穴４ｂに嵌着されたリング状のワイヤ取付部１９ａに掛止可能な小さなフック１４ａが設けられている。
【００３８】
旋回部１８の旋回角度θ２は、ロータリーエンコーダ（図略）により測定するようになっており、ワイヤ１４の導出長さもロータリーエンコーダにより、測定できるようになっている。また、制御部２２には、各々のロータリーエンコーダの出力値が入力される。
【００３９】
このときの旋回部１８の旋回角度θ２を旋回角度測定手段１８ａにより測定し、アーム１７の首振りアーム角度θ１をアーム角度測定手段１７ａにより測定し、線状部材１４の導出長さをワイヤ導出長さ測定手段１６ａにより測定し、得られた線状部材１４の距離データと角度データとに基づいて、測定点の位置が算出される。このように、計測装置６は、アーム１７から被測定面上の三点にそれぞれ線状部材１４を導出させ、得られた各三つの線状部材１４の距離データと角度データとに基づき、位置演算手段により例えば三点測量の原理に当てはめて被測定面の位置を算出している。
【００４０】
この計測装置６によって、４点を計測するだけで型取管が作れ、どんな環境でも簡単に使用でき、バッテリー駆動であり、動力は不要で、軽量でかつ安全に使用でき、操作は簡単で未経験者でもすぐに使え、高い計測精度と再現精度により高品質を維持し、管形状を問わず本数は限りがなく計測でき、寸法計測は全く不要で、直接データベース化し、データを転送すれば離れた場所でもすぐに加工でき、一本の計測時間は約１０分で完了し、作図ソフトにより簡単に組立図ができ上がり、ベンダー曲げ、エルボ角度、切断長は自動計算される。
【００４１】
このように、計測装置６は、フランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定でき、管の製作図を容易に作成することができる。これによって、工場でフランジ付きの直管や曲がり管を容易に製造できて、船舶の次の寄港地に迅速に届けることを可能にする。
【００４２】
次に、この計測装置６が搭載されたアタッチメント８ａをフランジに固定して、この計測装置６を用いて修理対象管２の外形寸法を測定する方法を説明する。
図３は、修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
図３の（ａ）に示すように、アタッチメント８ａは第２のフランジ５の裏面と裏面同士が対面する第３のフランジ７ａの表面であるパイプ側の面に固定されている。計測装置６は第１のフランジ４の位置を測定するために、第１のフランジ４の例えば８個のボルト９、９、９・・・のうち３本を取り外して、このボルト９を取り外したボルト穴４ｂに、図１の（ｂ）に示すような、ワイヤ取付治具１９を取り付ける。ボルト穴４ｂにはネジ部１９ｄ、および、嵌挿部１９ｃを差し込み、基部１９ｂでボルト穴４ｂの周縁に当接して位置決めされる。ネジ部１９ｄにはテーパナット１９ｅが螺合されてテーパナット１９ｅのテーパによってボルトのセンターが割り出されてワイヤ取付治具１９はセンターリングされた状態で固定される。そして、計測装置６の線状部材１４の先端に設けられているフック１４ａをワイヤ取付部１９ａに係止する。
【００４３】
また、図３の（ｂ）に示すように、計測装置６は第２のフランジ５の位置を測定するために、第２のフランジ５の例えば８個のボルト９、９、９・・・のうち３本を取り外して、このボルト９を取り外したボルト穴５ｂに、図１の（ｂ）に示すような、ワイヤ取付治具１９を取り付ける。ボルト穴５ｂにはネジ部１９ｄ、および、嵌挿部１９ｃを差し込み、基部１９ｂでボルト穴５ｂの周縁に当接して位置決めされる。ネジ部１９ｄにはテーパナット１９ｅが螺合されてテーパナット１９ｅのテーパによってボルトのセンターが割り出されてワイヤ取付治具１９はセンターリングされた状態で固定される。そして、計測装置６の線状部材１４の先端に設けられているフック１４ａをワイヤ取付部１９ａに係止する。これによって、計測装置６が、第１、第２のフランジ４、５のフランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定し、電子データが生成され、管の製作図を容易に作成することができる。電子データは、計測装置６にケーブル３ａで接続されたパソコンなどからなる測定データ保存手段３に保存され、電子データは工場などに送信され、送信されて来た電子データによって、工場ではフランジ付きの直管や曲がり管を容易に製造できて、船舶の次の寄港地に迅速に届けることができる。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る画像処理装置を用いた修理管測定システム１ｂを説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態を説明するための修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
図４の（ａ）に示すように、アタッチメント８ａは、第１、第２のフランジ４、５以外の第３のフランジ７ａに固定されている。被測定対象のフランジである第１、第２のフランジ以外のフランジを、第３のフランジ７ａ、７ｂ、７ｃと称した。例えば、第３のフランジ７ａは、第２のフランジ５の裏面と裏面同士が対面してボルト・ナット及びパッキンを介して固定されている。画像処理装置２０を装備された計測装置６´は第１のフランジ４の位置を測定するために、第１のフランジ４の８個のボルト９、９、９のうち３本を取り外して、このボルト９を取り外したボルト穴４ｂの形状と位置を画像処理によって認識して電子データ化し、フランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定することができる。
図４の（ｂ）に示すように、画像処理装置２０を装備された計測装置６´は第２のフランジ５の位置を測定するために、第２のフランジ５の例えば８個のボルト９、９、９のうち３本を取り外して、このボルト９を取り外したボルト穴５ｂの形状と位置を画像処理によって認識して電子データ化し、フランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定することができる。
【００４５】
図５は画像処理装置２０を装備した計測装置６´の構造を説明する斜視図であり、図５の（ａ）は、画像処理装置の概略を示し、図５の（ｂ）は、画像処理装置２０の姿勢を制御するための構造を示している。
図５の（ａ）に示すように、デジタル静止カメラなどの画像処理装置２０は３次元の動作機能を有する旋回部２２に固定されている。ファインダ２０ａは被測定対象の第１のフランジ４の表面４ａを撮影するように向きが制御され、表面４ａの３個のボルト穴４ｂの画像処理を行い、フランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定する。
図５の（ｂ）に示すように、デジタル静止カメラなどの画像処理装置２０を搭載して３次元の動作機能を有する旋回部２２は、角度設定手段θ１１、θ１２、及びθ１３を備え、画像処理装置２０は３次元駆動制御される。θ１１、θ１２、θ１３の３軸制御の計測装置６´にデジタル静止カメラなど画像処理装置２０を搭載できるようにしたことによって、画像処理によって容易に製作図を作成することができる。
【００４６】
また、図４の（ｂ）に示すように、ファインダ２０ａ（図５の（ａ））は被測定対象の第２のフランジ５の表面５ａを撮影するようにモニタ３ｂを見ながら向きが制御される。そして、表面５ｂの３個のボルト穴５ｂの画像処理を行い、フランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定する。
すなわち、アタッチメント８ａは、第１、第２のフランジ４、５以外の第３のフランジ７ａに固定されている。画像処理装置２０を装備された計測装置６´は第２のフランジ５の位置を測定するために、第２のフランジ５の８個のボルト９、９、９・・・のうち３本を取り外して、このボルト９を取り外したボルト穴５ｂの形状と位置を画像処理によって認識して、フランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定することができる。
【００４７】
これによって、計測装置６´が、第１、第２のフランジ４、５のフランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定し、電子データが生成され、管の製作図を容易に作成することができる。電子データは、計測装置６´にケーブル３ａで接続されたパソコンなどからなる測定データ保存手段３に保存されるとともに、電子データは工場などに送信され、送信されて来た電子データによって、工場ではフランジ付きの直管や曲がり管を容易に製造できて、船舶の次の寄港地に迅速に届けることが可能となる。
【００４８】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る修理管測定システム１ｃを説明する。
図６は、修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の修理管測定システム１ａに係るアタッチメント８ａが６個の板体で構成されているのに対し、第３の実施形態の修理管測定システム１ｃに係るアタッチメント８ｂが１個の板体で一体に構成されていることである。
図６の（ａ）（ｂ）に示すように、アタッチメント８ｂ自体が計測装置載置板８ｂｄを兼ねている。そのため計測装置６は、アタッチメント８ｂに固定され、第のフランジ４、および第２のフランジ５の位置を計測している。アタッチメント８ｂは、第１、第２のフランジ４、５以外の第３のフランジ７ａに固定されている。他の構成及び測定方法は第１の実施形態と同一であり説明を省略する。
【００４９】
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態に係る修理管測定システム１ｄを説明する。
図７は、修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。第４の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の修理管測定システムに係るアタッチメント８ａがフランジの表面に固定されて構成されているのに対し、図７の（ａ）（ｂ）に示すように、第４の実施形態の修理管測定システムに係るアタッチメント８ｃがパイプ２ａ本体に固定されて構成され、このアタッチメント８ｃは、パイプ２ａに固定された計測装置載置板８ｃｄを備えている。他の構成及び測定方法は第１の実施形態と同一であり説明を省略する。
【００５０】
これによれば、アタッチメント８ｃが、パイプ２ａに固定された計測装置載置板８ｃｄを備えることによって、計測装置をフランジに固定することなく付近のパイプに固定することができるため、固定方法の自由度が増すとともに、パイプの両端に備えられたフランジのパイプ側の表面の平面位置を容易に計測することができる。
【００５１】
＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態に係る修理管測定システム１ｅを説明する。
図８は、本発明の第５の実施形態を説明するための修理管測定システムの測定方法を示し、（ａ）は第１のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図、（ｂ）は第２のフランジの位置を測定する様子を示す斜視図である。
図８の（ａ）に示すように、第３のフランジ７ａ側にアタッチメント８ｄを取り付けて、計測装置載置板８ｄｄのパイプ２ａの両側の位置に計測装置６、６を取り付けたもので、パイプ２ａの左右から第１のフランジ４の位置を測定している。次に、図８の（ｂ）に示すように、アタッチメント８ｄの取り付け位置はそのままで、パイプ２ａの左右から第２のフランジ５の位置を測定している。
また、段取り工数は増えるが、第１のフランジ４側を測定するために、アタッチメント８ｄを第２のフランジ５、または第３のフランジ７ａに取り付けて、並びに、第２のフランジ５側を測定するために、アタッチメント８ｄを第１にフランジ４、または第３のフランジ７ｂに固定しても構わない。
この第５の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の修理管測定システム１ａに係るアタッチメント８ａが計測装置を１台設けて構成されているのに対し、第５の実施形態の修理管測定システム１ｅに係るアタッチメント８ｄにはパイプ２ａの両側の位置に計測装置を左右１台づつ設けて構成されている点である。他の構成及び測定方法は第１の実施形態と同一であり説明を省略する。
【００５２】
これによれば、計測装置載置台８ｄｄ、８ｂｄのパイプ２ａの両側の位置に計測装置６の設置スペースを有するため、被測定箇所であるフランジ表面４ａ、５ａを、パイプの死角によることなく、左右の計測装置６、６から各々２か所の測定ができ、フランジ位置の座標を決定することができる。
【００５３】
その他の効果として、１）人件費の低減：作業に技術を必要としない。２）作業時間の短縮：作業効率を改善（生産性の向上）、３）現場での高所作業、溶接作業を無くし災害予防の観点から見ても効果的である、４）空気環境改善としては、現場での溶接作業を無くし、有害物暴露を減少することができるため現場作業の空気環境に貢献する、５）設備環境改善としては、各種作業や機械設備のリスクアセスメントを実施し、重大災害などの発生の防止に貢献する、６）計測装置による両フランジ間の位置関係をコンピュータにより数値データ化するため、管の品質および情報の管理が容易にできる、７）計測データから、パイプ製作に必要な情報をことこまかに計算し、現場の修理対象管の取り付け周辺にある障害物などを考慮した管の作成も容易にでき、ミスのない安定した品質を持つ管製作ができる、８）データを伝送するため離れた場所でもすぐに加工できる、９）海外などで、例えば液漏れが発生した場合、１日あれば翌日には適合パイプを製作し発送できる。
【００５４】
以上、好ましい実施の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することの無い範囲内において適宜変更が可能なものである。フランジに設けられるボルトの数は４の倍数が用いられることが多く、本実施形態では例えば、８個のボルトによってフランジの裏面同士が対面して固定されているとして説明したが、８個に限るものではなく、いろんなボルトの個数を備えたフランジにも適用可能である。また、アタッチメントは、修理対象管のパイプでなく周辺のパイプに取り付けて、アタッチメントに載置している計測装置を第１、第２のフランジ表面が測定可能な位置に配置しても構わない。また、本実施形態に図示したアタッチメントを組み合わせた構成も本願発明に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
船内において気体や流体などの搬送に用いる直管や曲がり管などのうち、気体漏れや流体漏れなどの不具合のために修理を行う予定の修理対象管の外形寸法を測定して得られた電子データに基づいて修理対象管の製作図を再現精度良く生成して、次に寄港する港に修理管を迅速かつ正確に納品して停泊中の夜間にも交換可能とする修理管測定システムに適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ  修理管測定システム
２  修理対象管
２ａ  パイプ（曲がり管）
３  測定データ保存手段
４  第１のフランジ
４ａ  表面、フランジの表面
５  第２のフランジ
５ａ  表面、フランジの表面
６、６´  計測装置
７ａ、７ｂ、７ｃ  第３のフランジ
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  アタッチメント
８ａａ、８ａｂ、８ａｃ  第１、第２、第３の板体
８ａｄ、８ｂｄ、８ｃｄ、８ｄｄ  計測装置載置板
９  ボルト
１４  線状部材、ワイヤ
１４ａ  フック
１９  ワイヤ取付治具
１９ａ  ワイヤ取付部
１９ｂ  基部
１９ｃ  嵌挿部
１９ｄ  ネジ部
１９ｅ  テーパナット
２０  画像処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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